Caracterización de los mecanismos de evasión a la acción antimicrobiana de inhibidores de la H + -ATPasa de interés en la fibrosis quística

Abstract

El uso inadecuado de antibióticos, así como la falta de control sobre las resistencias adquiridas ha generado el desarrollado incontrolado de resistencias en enfermedades como la fibrosis quística, donde Pseudomonas aeruginosa es el principal inductor del proceso inflamatorio y destructivo pulmonar en esta enfermedad, y el balance iónico se encuentra alterado. La solución a largo plazo para erradicar dichas resistencias reside en la capacidad de descubrimiento, diseño y/o desarrollo de nuevos fármacos que alteren la función de la membrana y/o la actividad de elementos estructurales presentes de manera universal en todas las especies bacterianas. En este sentido, el estudio de moléculas que inhiban el complejo ATPasa bacteriano así como los mecanismos de evasión implicados en la actividad de los mismos, constituyen una diana celular prometedora en este aspecto. Por todo ello en el presente trabajo de investigación se han caracterizado las bases fisiológicas de la resistencia observada a dos grupos de estos inhibidores bajo estas condiciones fisiopatológicas: las transferrinas y las fenotiazinas. Lactoferrina es una proteína antimicrobiana presente en una concentración aumentada (0,9 mg/ml) en la secreción bronquial en respuesta a la infección bacteriana en pacientes con fibrosis, y que resulta insuficiente frente a los patógenos oportunistas. Estudios previos en nuestro grupo de investigación han identificado que el sitio de acción de las transferrinas, familia de proteínas que incluye a lactoferrina, es la H+-ATPasa bacteriana. En el presente trabajo de investigación se demuestra que dicho efecto puede ser evitado en presencia de concentraciones de NaCl similares a las detectadas en dichos pacientes como consecuencia de la actividad de al menos un intercambiador Na+/H+ en dependencia del pH externo; y que participan en la regulación del pH intracelular, compensando en parte los efectos del bloqueo ejercido por lactoferrina sobre el complejo H+-ATPasa, y permitiendo así la supervivencia de los patógenos asociados a dicha infección pulmonar. Estos resultados han sido la base de desarrollo de un nuevo procedimiento patentado de “Descontaminación microbiana de leche o lactosuero mediante desionización”. Por otro lado, y dada la importancia de la motilidad como factor de virulencia esencial para el establecimiento y mantenimiento de la infección en este tipo de pacientes, se ha demostrado que solo los desplazamientos de P.aeruginosa que dependen de la fuerza protón motriz bacteriana (swimming y swarming) se ven disminuidos en presencia de lactoferrina. En segundo lugar, se ha esclarecido el aparato bacteriano implicado en el sorteo de la actividad bactericida de otro grupo de inhibidores de ATPasa (las fenotiazinas) bajo esas mismas condiciones. Previamente se ha ratificado que la diana de acción de las mismas radica en la inhibición selectiva del complejo F1/F0-ATPasa; para posteriormente demostrar que la base de la resistencia a estos compuestos de naturaleza anfipática y catiónica se sustenta en la imposibilidad de establecer la interacción al receptor en aquellas situaciones en las que se produzca un aumento en la magnitud del potencial de membrana, circunstancia bajo la cual se incrementan las cargas positivas del periplasma y en consecuencia, la fuerza de repulsión que ejercen las mismas sobre este tipo de fármacos.